第六章伺服驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)第一節(jié)伺服驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析第二節(jié)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)第三節(jié)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)第四節(jié)交流電動(dòng)機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)第一節(jié)伺服驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析一、伺服驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)分類及特點(diǎn)1.伺服驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)分類：(1)按照動(dòng)力源的類型分類：①液壓伺服驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)；②氣壓伺服驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)；③電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)。(2)按照控制信號(hào)分類：①標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)控制系統(tǒng)；②檢測(cè)信號(hào)控制系統(tǒng)；③計(jì)算機(jī)輸出信號(hào)控制系統(tǒng)。(3)按照控制方法分類：①模擬電路控制系統(tǒng)；②計(jì)算機(jī)程序控制系統(tǒng)。2.伺服驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)特點(diǎn)(1)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)①功率大。②驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)體積小。③控制性能好。

④維護(hù)修理方便。

⑤成本較高。⑥適用范圍廣。

下一頁(yè)(2)氣壓驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)特點(diǎn)：①成本低。②清潔、安全。③輸出功率和力比較小。④體積較大。⑤控制穩(wěn)定性能差。⑥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)修理方便。⑦適用范圍較廣。(3)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)：它的最大特點(diǎn)是電源的獲得方便，體積小，不需中間變速機(jī)構(gòu)，簡(jiǎn)化了機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，使用與維護(hù)都很方便。電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)比較常用的是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、直流伺服電機(jī)、交流伺服電機(jī)、力矩電機(jī)等。①直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn)：A.輸出功率較大B.體積較大，質(zhì)量重C.電機(jī)及電源的投資花費(fèi)少，使用成本低。D.從結(jié)構(gòu)和控制方式上來(lái)看，直流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，加之有電刷，需要干凈無(wú)粉塵、無(wú)易燃品的環(huán)境，還需要直流電源。E.相對(duì)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)來(lái)說(shuō)，直流伺服和交流伺服驅(qū)動(dòng)的功率大，輸出力矩大，速度快（轉(zhuǎn)速高），控制精度高，價(jià)格高。上一頁(yè)下一頁(yè)二、伺服驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要求1.高精度控制2.快速響應(yīng)好、無(wú)超調(diào)3.調(diào)速范圍寬、低速穩(wěn)定性好4.快速的應(yīng)變能力和過(guò)載能力強(qiáng)5.無(wú)感應(yīng)干擾6.結(jié)構(gòu)與質(zhì)量要小三、伺服驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則1.配套性原則2.可靠性原則3.系統(tǒng)安全性原則4.適應(yīng)性原則5.結(jié)構(gòu)尺寸及質(zhì)量滿足總體技術(shù)要求原則上一頁(yè)

返回第二節(jié)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是由電脈沖控制的特種電動(dòng)機(jī)。對(duì)應(yīng)于每一個(gè)電脈沖，電動(dòng)機(jī)將產(chǎn)生一個(gè)恒定量的步進(jìn)運(yùn)動(dòng)，即產(chǎn)生一個(gè)恒定量的角位移或線位移。電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)步數(shù)由脈沖數(shù)來(lái)決定，運(yùn)動(dòng)方向由脈沖相序來(lái)決定，在一定時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的角度或平移的距離由脈沖數(shù)決定，借助于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的變換。它是自動(dòng)控制系統(tǒng)以及數(shù)字控制系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的執(zhí)行元件。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的組成如圖6-1所示。

下一頁(yè)圖6-1步進(jìn)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖一、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的類型和工作原理1.反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)(1)反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理。工作過(guò)程如下：①步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程從A相通電開(kāi)始，這時(shí)轉(zhuǎn)子的兩極被定子A相的兩極所吸引，與之對(duì)準(zhǔn)，磁通路徑用斷續(xù)線表示。②A相斷電，改為B相繞組通電，由于凸極效應(yīng)，則轉(zhuǎn)子的兩極被定子B相兩極所吸引，順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)步距角60°，如圖6-2所示。③B相斷電，C相通電，轉(zhuǎn)子又順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)步距角60°，使轉(zhuǎn)子與定子C相兩極對(duì)準(zhǔn)，如圖6-2所示。④再使A相繞組通電，C相繞組斷電，轉(zhuǎn)子又順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)60°，與A相對(duì)準(zhǔn)。圖6-3所示為一臺(tái)m=4、zr=10的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。上一頁(yè)下一頁(yè)(2)反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的基本特性：①步矩角特性。②單步運(yùn)行和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。設(shè)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為T(mén)2，則當(dāng)A相通電時(shí)，靜態(tài)工作點(diǎn)為A，見(jiàn)圖6-4對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)子位置為α1。圖中畫(huà)出的Tmax（A）和Tmax（B）分別為A相和B相通電時(shí)產(chǎn)生的矩角特性，由于二相定子在空間上（相對(duì)于轉(zhuǎn)子）有一個(gè)步距角之差，故二特性曲線Tmax(α)也平移了αp角。當(dāng)α1位置A相切斷、B相接通時(shí)，電動(dòng)機(jī)將躍至與B相對(duì)應(yīng)的矩角特性上工作。由于電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩（其差見(jiàn)圖上陰影部分），轉(zhuǎn)子將運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)步進(jìn)了一個(gè)步距角αp=α２-α１，如圖6-5所示。表達(dá)了角位移超調(diào)和振蕩現(xiàn)象，在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)中采用合理阻尼的重要性。正如上面所分析的，相鄰相單獨(dú)通電時(shí)的矩角特性曲線相差αp角，因此畫(huà)出各相的矩角特性曲線后，可根據(jù)多相同時(shí)供電情況得到相應(yīng)的矩角特性，這樣就可以分析對(duì)應(yīng)的步進(jìn)運(yùn)動(dòng)和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。例如：圖6-6為四相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的單四拍和雙四拍供電及矩角特性。③矩頻特性。圖6-7所示是矩頻特性圖

上一頁(yè)下一頁(yè)返回圖6-4步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的單步運(yùn)行圖

返回圖6-5角位移的超調(diào)和振蕩現(xiàn)象示意圖2永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理電機(jī)轉(zhuǎn)子采用永久磁鋼做成的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)稱為永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。這類電動(dòng)機(jī)的典型原理結(jié)構(gòu)如圖6-8所示。

上一頁(yè)下一頁(yè)3.磁路混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)磁路混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)（混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)）是利用永磁式和反應(yīng)式兩種結(jié)構(gòu)發(fā)展起來(lái)的一種步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。它兼有永磁式和反應(yīng)式兩類電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，由于其轉(zhuǎn)子上有永久磁鋼，故產(chǎn)生同樣大小的轉(zhuǎn)矩所需要的激磁電流大大減小，但帶負(fù)載能力卻超過(guò)反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，在不通電時(shí)，還有定位轉(zhuǎn)矩。如圖6-9所示，磁路混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。

上一頁(yè)下一頁(yè)圖6-9磁路混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)二、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)原理與設(shè)計(jì)1步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源要求(1)相數(shù)、通電狀態(tài)、電壓和電流要適應(yīng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的需要，相繞組電流要有足夠的幅度且有較清晰的前后沿，以產(chǎn)生接近矩形波的電流波形。(2)能適應(yīng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)頻率和最高連續(xù)運(yùn)行頻率的要求，工作可靠，抗干擾能力強(qiáng)。(3)驅(qū)動(dòng)電源總體效率高，安裝維修方便，價(jià)格便宜。(4)控制角度要求較高時(shí)，選擇具有細(xì)分功能的電源。2驅(qū)動(dòng)電源的組成步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源包括變頻信號(hào)源、脈沖分配器和功率放大器三個(gè)部分，如圖6-10所示。上一頁(yè)下一頁(yè)返回圖6-11PMM8713接線圖返回圖6-12微機(jī)控制電路原理圖返回圖6-13單電壓功放電路圖

圖6-14功放電路的保護(hù)措施圖三、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的選用方法1.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的主要特點(diǎn)(1)輸出轉(zhuǎn)角與輸入脈沖數(shù)成正比，且在時(shí)間上與輸入脈沖同步，即轉(zhuǎn)子速度是隨輸入控制信號(hào)的頻率變化。(2)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，起動(dòng)停止時(shí)間短，一般在信號(hào)輸入后幾毫秒，就能使電動(dòng)機(jī)達(dá)到同步速度。信號(hào)切斷之后，電動(dòng)機(jī)能立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)。(3)輸出轉(zhuǎn)角精度高，存在相鄰誤差，但無(wú)累積誤差。(4)改變脈沖頻率時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速隨之變化，因而實(shí)現(xiàn)平滑的無(wú)級(jí)調(diào)速，且調(diào)速范圍相當(dāng)寬。達(dá)到1∶1000。(5)借助于控制電路，可獲得正反轉(zhuǎn)及間歇運(yùn)動(dòng)等特殊功能2步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)(1)步距角精度Δθb。(2)最大靜力矩MQ。(3)空載起動(dòng)頻率。(4)負(fù)載起動(dòng)頻率。(5)負(fù)載及空載最大工作頻率。(6)步距角。上一頁(yè)下一頁(yè)3步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的選擇原則前面敘述過(guò)的三種形式的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)各有特點(diǎn)，選擇步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的型號(hào)時(shí)，要根據(jù)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的需求來(lái)定。具體的選擇原則如下：(1)步距角。(2)精度。(3)轉(zhuǎn)矩。(4)起動(dòng)頻率和工作頻率。(5)在檢測(cè)系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組合條件下的機(jī)電產(chǎn)品，應(yīng)選擇無(wú)輻射干擾的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，有利于檢測(cè)和控制精度及可靠性。(6)在滿足總體控制要求的條件下，選擇結(jié)構(gòu)尺寸小、質(zhì)量輕的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。上一頁(yè)下一頁(yè)四、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法1.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制方法(1)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)控制方法；(2)檢測(cè)信號(hào)控制方法；(3)計(jì)算機(jī)程序自動(dòng)控制方法。2.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)是最常用的一種控制系統(tǒng)。在位置控制、檢測(cè)控制、靜動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用很多，以靜動(dòng)態(tài)標(biāo)定控制系統(tǒng)為例討論設(shè)計(jì)方法。(1)設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)①負(fù)載靜態(tài)力矩5N·m；②調(diào)速范圍1周/4min～50周/min③控制精度δ<±0.1%;④控制信號(hào)工作頻率：5Hz～15.0kHz，任意可調(diào)；⑤控制系統(tǒng)對(duì)外界無(wú)電場(chǎng)或磁場(chǎng)干擾；⑥控制低速或高速工作時(shí)，穩(wěn)定性，重復(fù)性好。上一頁(yè)下一頁(yè)返回圖6-16標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)控制系統(tǒng)圖圖6-17檢測(cè)信號(hào)控制系統(tǒng)圖圖6-18計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)圖第三節(jié)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

一、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速原理及特點(diǎn)1.直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)特點(diǎn)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化控制中得到廣泛應(yīng)用，具有的特點(diǎn)：①起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大；②轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍寬，調(diào)節(jié)特性的線性度較好；③動(dòng)態(tài)響應(yīng)性好④控制方法靈活，簡(jiǎn)單方便；⑤效率比較高；⑥無(wú)自鎖功能，低速特性差。2.直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速原理(1)直流電動(dòng)機(jī)的工作特性如圖6-19。(2)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法二、直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與電磁力矩的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行關(guān)系，如圖6-20所示。

下一頁(yè)五、直流調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.直流調(diào)速裝置的組成直流調(diào)速裝置的一般組成見(jiàn)圖6-21。2.直流調(diào)速裝置以單片機(jī)控制為核心的數(shù)字式直流調(diào)速裝置的特點(diǎn)：(1)全功能計(jì)算機(jī)控制，豐富的內(nèi)部工作狀態(tài)設(shè)定和顯示功能；(2)數(shù)字化控制提高了閉環(huán)精度，具有比模擬系統(tǒng)高許多的動(dòng)、靜態(tài)指標(biāo)；(3)具有串行、并行接口，能與可編程控制器及計(jì)算機(jī)連接，使操作者可在控制中心操縱現(xiàn)場(chǎng)工作；(4)具有自診斷能力，維修檢查方便；(5)最主要的優(yōu)點(diǎn)是靈活性大，由軟件實(shí)現(xiàn)控制方案，不同的控制方案只要改變軟件，功能設(shè)計(jì)極少甚至無(wú)須改變硬件就能實(shí)現(xiàn)其他控制功能的要求；(6)組件外連接線少，可靠性高。德國(guó)西門(mén)子公司的SIMOREGK(6RA22)是雙閉環(huán)系統(tǒng)，它的方框圖見(jiàn)圖6-22所示。上一頁(yè)下一頁(yè)返回圖6-21直流調(diào)速裝置的組成原理圖返回圖6-22全數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)方框圖3直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)直流調(diào)速系統(tǒng)由直流電動(dòng)機(jī)、晶閘管變流裝置、整流變壓器（或進(jìn)線電抗器）、控制系統(tǒng)等組成。一般驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)由機(jī)械設(shè)計(jì)者選定，選擇時(shí)根據(jù)機(jī)械及工藝要求，考慮電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩、額定功率、額定電壓、過(guò)載時(shí)間、過(guò)載倍數(shù)和調(diào)速范圍，有的還要考慮是否弱磁。(1)晶閘管變流裝置選擇。(2)交流變壓器選擇。①電動(dòng)機(jī)所需的額定電壓。②變壓器的容量。③變壓器的繞組機(jī)械強(qiáng)度和絕緣強(qiáng)度。④變壓器的漏抗。⑤避免負(fù)載不平衡或電壓變動(dòng)造成中點(diǎn)移動(dòng)。(3)控制系統(tǒng)，典型的直流調(diào)速控制系統(tǒng)是電流內(nèi)環(huán)、速度外環(huán)的雙閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。(4)電流調(diào)節(jié)器設(shè)定：①使用儀器。②調(diào)節(jié)方法。(5)速度調(diào)節(jié)器設(shè)定：①使用儀器。用整定電流環(huán)的儀器記錄或觀察轉(zhuǎn)速實(shí)際值波形，電池盒作給定輸入信號(hào)②調(diào)節(jié)方法。

上一頁(yè)下一頁(yè)六、晶體管脈寬(PWN)直流調(diào)速系統(tǒng)晶體管脈寬直流調(diào)速系統(tǒng)與用頻率信號(hào)作開(kāi)關(guān)的晶閘管系統(tǒng)相比，具有以下特點(diǎn)：(1)由于系統(tǒng)主電源采用整流濾波，因而對(duì)電網(wǎng)波形影響小，幾乎不產(chǎn)生諧波影響。(2)由于晶體管開(kāi)關(guān)工作頻率很高（在2kHz左右），因此系統(tǒng)的響應(yīng)速度和穩(wěn)速精度等性能指標(biāo)都較好。(3)電樞電流的脈動(dòng)量小，容易連續(xù)，不必外加濾波電抗器也可平穩(wěn)工作。(4)系統(tǒng)的調(diào)速范圍很寬，并使傳動(dòng)裝置具有較好的線性，采用Z2或Z3系列直流電動(dòng)機(jī)，調(diào)速范圍大于20，若使用寬調(diào)速伺服電動(dòng)機(jī)，可達(dá)1000倍以上調(diào)速范圍。(5)系統(tǒng)使用的功率元件少，線路簡(jiǎn)單，用4個(gè)功率三極管就可組成可逆式直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)。上一頁(yè)下一頁(yè)1.晶體管PWM直流調(diào)速系統(tǒng)工作原理晶體管PWM直流調(diào)速系統(tǒng)，實(shí)際上是利用晶體管的開(kāi)關(guān)工作特性，調(diào)制恒定電壓的直流源，按一個(gè)固定的頻率來(lái)接通與斷開(kāi)放大器，并根據(jù)外加控制信號(hào)來(lái)改變一個(gè)周期內(nèi)“接通”與“斷開(kāi)”時(shí)間的長(zhǎng)短，使加在電動(dòng)機(jī)電樞上電壓的“占空比”改變，即改變電樞兩端平均電壓大小，從而達(dá)到控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。要了解PWM調(diào)速系統(tǒng)的工作原理，關(guān)鍵要了解PWM脈寬調(diào)制放大器的工作原理。PWM脈寬調(diào)制放大器都是由脈沖頻率發(fā)生器、電壓脈沖變換與分配器和放大器等部分組成，如圖6-23所示。功率放大器工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，其對(duì)寬度被調(diào)制了的脈沖信號(hào)進(jìn)行功率放大以驅(qū)動(dòng)主電路的功率晶體管。圖6-24所示是一個(gè)電壓脈沖變換器線路及調(diào)制原理的波形圖。

上一頁(yè)下一頁(yè)返回圖6-23脈寬調(diào)制放大器的方框圖圖6-24電壓脈沖變換器及波形圖2.脈寬調(diào)制放大器的工作方式晶體管脈寬調(diào)制放大器從功率放大器組成來(lái)看主要有T形和H形兩種。在晶體管脈寬調(diào)速系統(tǒng)中用得最多的脈寬調(diào)制放大器是H形電路。根據(jù)輸出電壓的性質(zhì)，H形脈寬調(diào)制放大器又分為單極式、受限單極式和雙極式三種。(1)單極式脈寬調(diào)制放大器。主回路如圖6-25所示。（2）雙極式脈寬調(diào)制放大器。這種控制方法是在T1和T4的基極加一組同極性的控制電壓Ub1和Ub4，在T2和T3的基極加另一組同極性的控制電壓Ub2和Ub3。這兩組控制電壓的相位相反如圖6-26所示。若正負(fù)控制電壓的幅值相等，則控制電壓可表示為Ub1=Ub4=-Ub3=-Ub2。這種控制方法的輸出電壓是雙極性的脈沖電壓，如圖6-27中的ua所示。(3)受限單極式脈寬調(diào)制放大器。(4)單極式倍頻脈寬調(diào)制放大器。其主回路如圖6-28所示。設(shè)調(diào)制波為三角波，經(jīng)電壓脈沖變換與分配器并經(jīng)功率放大后的脈沖信號(hào)要求符合Ub1=-Ub2、Ub3=-Ub4，如圖6-29所示。

上一頁(yè)下一頁(yè)返回圖6-25H形單極式脈寬調(diào)制放大器主回路圖返回圖6-26H形雙極式脈寬調(diào)制放大器主回路圖返回圖6-27雙極式脈寬調(diào)制放大器輸出電壓和電流變化波形圖返回圖6-28單極式倍頻脈寬調(diào)制放大器主回路圖返回圖6-29倍頻電路波形圖3.晶體管PWM直流調(diào)速系統(tǒng)選用(1)PWM可逆直流調(diào)速系統(tǒng)。①電機(jī)電樞電流脈動(dòng)量。②電動(dòng)機(jī)的功率損耗③電動(dòng)機(jī)利用系數(shù)。④電動(dòng)機(jī)低速運(yùn)行平穩(wěn)性。(2)晶體管PWM不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)一樣，晶體管PWM直流調(diào)速系統(tǒng)也可構(gòu)成不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)，用于電動(dòng)機(jī)只需單方向運(yùn)轉(zhuǎn)，且不需要電氣制動(dòng)的應(yīng)用場(chǎng)合。圖6-30是此種系統(tǒng)主回路結(jié)構(gòu)原理圖。

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返回第四節(jié)交流電動(dòng)機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

一、三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)及調(diào)速方法1.鼠籠式三相異步電機(jī)結(jié)構(gòu)鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖6-31。2.鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法（1）轉(zhuǎn)子繞組串接電阻改變轉(zhuǎn)差率法；（2）調(diào)節(jié)定子電壓來(lái)改變轉(zhuǎn)差率法；（3）改變電機(jī)磁極對(duì)數(shù)法；（4）調(diào)節(jié)定子供電電壓頻率法(常用方法)。

下一頁(yè)圖6-31三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖二、變頻調(diào)速控制器1.變頻調(diào)速控制器特點(diǎn)(1)調(diào)頻范圍可任意設(shè)定(0.5～600Hz)；（2）控制精度高，可靠性好；(3)無(wú)功率損失（變頻器效率達(dá)到96%）；（4）功能擴(kuò)展性好；(5)調(diào)頻控制方法齊全，自動(dòng)調(diào)節(jié)法，外輸入電壓控制調(diào)節(jié)法；(6)調(diào)頻控制電流與功率大，Imax>300A、Pmax>300kW；(7)體積小，質(zhì)量輕，安裝簡(jiǎn)單，操作使用方便。上一頁(yè)下一頁(yè)2.變頻調(diào)速控制器主要技術(shù)指標(biāo)(1)輸入電壓：?jiǎn)蜗嘟涣?20V至240V±10%(P≤3kW)；三相交流380V至480V±10%(P＞3kW)；(2)輸出電壓頻率47～63Hz；(3)輸入電壓頻率0.5～650Hz可任意設(shè)定；(4)變頻器效率96%；(5)過(guò)載能力1.5倍以上達(dá)到60s；(6)模擬電壓外輸入控制〓0～10V；(7)外接線距離50～100m；(8)工作環(huán)境-10℃～+50℃；(9)控制方式為電壓控制和可編程式f/v控制式；(10)保護(hù)功能包括欠壓、過(guò)壓、過(guò)負(fù)載、過(guò)溫、短路等保護(hù)。上一頁(yè)下一頁(yè)三、交流電動(dòng)機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)